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DC/DC 控制器兼有數(shù)字電源系統(tǒng)管理功能和模擬控制環(huán)路,以實現(xiàn) ±0.5% 的 VOUT 準確度

作者: 時間:2013-03-08 來源:網(wǎng)絡 收藏

PMBus 使用戶能監(jiān)視以下電源狀態(tài):

輸出/輸入電壓

輸出/輸入電流

內部芯片溫度

外部電感器溫度

器件狀態(tài)

故障狀態(tài)

系統(tǒng)狀態(tài)

峰值輸出電流

峰值輸出電壓

峰值內部/外部溫度

故障日志狀態(tài)

模擬控制環(huán)路

LTC3883 / LTC3883-1 的眾多功能都是數(shù)字可編程的,包括輸出電壓、電流限制設定點和排序。不過,控制環(huán)路仍然是純模擬的,這樣就不會有數(shù)字控制環(huán)路那樣的量化效應,從而提供最佳環(huán)路穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應。

圖 4 比較的是具有模擬反饋控制環(huán)路的 IC 和具有數(shù)字反饋控制環(huán)路的 IC 之上升曲線。模擬環(huán)路是平滑上升的,而數(shù)字環(huán)路有一個一個的步進,由于量化效應,這可能導致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應、在有些應用中需要更大的輸出電容以及在 PWM 控制信號上有更大的輸出紋波和抖動。

電流模式控制環(huán)路產(chǎn)生最佳環(huán)路穩(wěn)定性、逐周期電流限制以及快速和準確的電壓及負載瞬態(tài)響應。簡單的環(huán)路補償不受工作狀態(tài)和轉換器配置的影響。該器件還支持連續(xù)、斷續(xù)和突發(fā)模式 (Burst Mode®) 電感器電流控制。

DC/DC 控制器兼有數(shù)字電源系統(tǒng)管理功能和模擬控制環(huán)路,以實現(xiàn) ±0.5% 的 VOUT 準確度

圖 4:LTC3883 的模擬控制環(huán)路與數(shù)字控制環(huán)路的對比。模擬環(huán)路具有平滑的上升曲線,而數(shù)字環(huán)路有一個一個的步進,由于量化效應,這可能導致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應、在有些應用中需要更大的輸出電容以及在 PWM 控制信號上有更大的輸出紋波和抖動。

ANALOG CONTROL LOOP:模擬控制環(huán)路

ANALOG CURRENT WAVEFORM:模擬電流波形

FIXED:固定的

DIGITAL CONTROL LOOP:數(shù)字控制環(huán)路

DIGITAL RAMP:數(shù)字斜坡

電感器 DCR 的自動校準

利用電感器的 DC 電阻而不是檢測電阻器檢測 轉換器的輸出電流有幾大優(yōu)勢,包括更低的功率損耗、電路復雜性和成本。不過,如果規(guī)定的標稱電感器 DCR 和實際的電感器 DCR 之間有任何差別,都會在所測得的輸出電流以及峰值電流限制中導致成比例的誤差。

運用凌力爾特正在申請專利的算法,LTC3883 / LTC3883-1 可以測量并補償電感器 DCR 與其標稱值之間的容差。只要在該轉換器處于穩(wěn)定狀態(tài)且有足夠大的負載電流以準確測量輸入和輸出電流時,通過 PMBus 命令完成一個簡單的 180ms 校準程序即可。

LTC3883 / LTC3883-1 可準確測量電感器溫度,以在整個工作溫度范圍內保持準確的電流回讀。LTC3883 動態(tài)地建立從外部溫度傳感器到電感器磁芯的溫度上升模型,以了解電感器的自熱影響。這項正在申請專利的算法簡化了外部溫度傳感器的放置要求,實現(xiàn)了極其穩(wěn)定的狀態(tài),并補償了從電感器磁芯到主散熱器的瞬態(tài)溫度誤差。

多 IC 系統(tǒng)

大型多軌電源板通常由隔離式中間總線轉換器組成,該轉換器將來自背板的 -48V 電壓轉換成更低的中間總線電壓 (IBV),典型值為 12V,該中間總線電壓被分配到 PC 板的各處。單獨的負載點 (POL) DC-DC 轉換器將 IBV 降至所需的軌電壓,通常為 0.5V 至 5V,同時輸出電流的范圍為 0.5A 至 120A。這類電路板排列很密集,系統(tǒng)管理電路不能占用太多 PC 板面積。

凌力爾特的高性能 PMBus (例如: LTC3883 / LTC3883-1) 和伴隨 IC (例如: LTC2978) 一起工作,可以高效率且無縫地滿足今天復雜電路板嚴格的管理要求。這些要求包括排序、電壓準確度、過流和過壓限制、裕度控制、監(jiān)察以及故障控制。對任何數(shù)量的電源而言,這些器件的任意組合都能使排序設計變得非常容易。運用基于時間的算法,用戶能以簡單的可編程延遲,以任意順序對軌的接通和斷開排序。運用單線 SHARE_CLK 總線以及一個或多個雙向通用 IO (/GPIO) 引腳,可以跨多個芯片排序。

LTpowerPlay 軟件

LTpowerPlay 軟件使同時控制和監(jiān)視多個支持 PMBus 的凌力爾特器件變得容易了。將系統(tǒng)參數(shù)下載到 LTC3883 / LTC3883-1 的內部 EEPROM 中,就可以實時修改該 控制器的配置。這允許用軟件調整系統(tǒng)配置,而不必完成要求苛刻的任務,例如更換組件、手動地給電路板重新布線等,因此節(jié)省了設計開發(fā)時間。圖 5 顯示的是如何控制輸出電壓、OV/UV 保護限制以及接通/斷開斜坡。波形顯示了輸出電壓的軟啟動和軟停止。圖中也顯示了警報和故障情況。

DC/DC 控制器兼有數(shù)字電源系統(tǒng)管理功能和模擬控制環(huán)路,以實現(xiàn) ±0.5% 的 VOUT 準確度

圖 5:電源系統(tǒng)得到簡化。LTpowerPlay 使全面的電源控制觸手可及

結論

LTC3883 / LTC3883-1 兼有高性能模擬開關調節(jié)和精準的數(shù)據(jù)轉換以及靈活的數(shù)字接口。多個 LTC3883 可以與其他器件并聯(lián)使用,以方便地建立優(yōu)化的多軌系統(tǒng)。

LTpowerPlay 軟件開發(fā)系統(tǒng)支持所有凌力爾特 PMBus 產(chǎn)品,這有助于電路板設計師快速調試系統(tǒng)。LTpowerPlay 可用來監(jiān)視、控制和調節(jié)電源電壓、限制值及排序。只用幾條標準 PMBus 命令,就可以非常容易地進行生產(chǎn)裕度測試。整合 LTC3883 / LTC3883-1 和其他凌力爾特 PMBus 產(chǎn)品,是快速將數(shù)字控制的電源推向市場的最佳途徑。


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